温度测量技术的发展
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温度测量技术的发展与应用前景温度是物体的一种基本属性,对于各个领域的研究和应用来说都是至关重要的。
温度测量技术的发展与应用前景也是人们关注的焦点之一。
本文将探讨温度测量技术的发展历程以及其在不同领域的应用前景。
一、温度测量技术的发展历程温度测量技术的发展可以追溯到古代。
早在公元前2世纪,古希腊的物理学家阿基米德就发明了第一个温度计,他利用水的膨胀和收缩来测量温度变化。
随着科学的发展,人们对温度测量技术的需求越来越高,各种新的温度测量方法相继出现。
在18世纪,英国物理学家开尔文发明了绝对温标,为温度测量技术的发展奠定了基础。
19世纪末,瑞士物理学家普朗克提出了量子理论,为温度测量技术的研究提供了新的思路。
20世纪初,荷兰物理学家凡德瓦尔斯发现了气体的等温线,为温度测量技术的实际应用提供了便利。
随着科学技术的不断进步,温度测量技术也得到了极大的发展。
从传统的水银温度计到现代的电子温度计,温度测量的准确性和精度不断提高。
同时,随着纳米技术、光学技术和无线通信技术的发展,新型的温度测量方法也不断涌现。
二、温度测量技术的应用前景温度测量技术在各个领域都有着广泛的应用。
以下将从工业、医疗和环境等方面探讨其应用前景。
1. 工业领域在工业生产中,温度测量技术是非常重要的。
它可以用于监测和控制各种工艺参数,保证产品的质量和安全。
例如,在钢铁冶炼过程中,温度测量技术可以帮助控制炉温,提高生产效率和产品质量。
在汽车制造中,温度测量技术可以用于发动机的温度监测,保证发动机的正常运行。
随着工业自动化的发展,温度测量技术在工业领域的应用前景将更加广阔。
2. 医疗领域在医疗领域,温度测量技术对于疾病的诊断和治疗非常重要。
例如,在体温测量中,传统的温度计已经被电子温度计取代,使得体温测量更加方便和准确。
此外,温度测量技术还可以用于监测手术过程中的温度变化,提高手术的安全性和成功率。
未来,随着医疗器械技术的不断发展,温度测量技术在医疗领域的应用前景将更加广泛。
先进温度测量技术研究进展随着科技的发展,温度测量技术是我们日常生活中必不可少的一项技术。
无论是在生产领域还是在医疗领域,温度测量技术都具有非常重要的应用价值。
于是,先进温度测量技术的研究也越来越受到研究人员的关注和重视。
本文将介绍一些先进温度测量技术的研究进展。
一、光纤测温技术光纤测温技术是近年来较为流行的一种测温技术。
该技术利用光纤感应器来测量高温场所的温度。
其原理是利用光纤的膨胀系数与温度的关系,通过光纤感应器采集到的信号来计算温度值。
通过光纤传输数据的特性,这种技术不仅具有高精度的特点,而且还可进行远距离传输。
此外,光纤在高温环境下仍具有较高的稳定性和可靠性,因此将该技术应用于高温场所测温可以大大提高测温精度和可靠性。
二、可控热电阻测量技术可控热电阻测量技术是一种利用热电阻测量温度的技术。
该技术采用多层热电阻探头技术,由多个不同材料热电阻探头组合而成,通过热电阻值的变化计算所测量的温度。
这种技术的优点在于热电阻探头的构造比较简单,易于制作和安装,且可实现高精度测量。
可控热电阻测量技术主要用于温度梯度较大的地方测量温度,例如锅炉炉膛、热处理炉、玻璃窑等。
三、红外线热像仪测量技术红外线热像仪是一种利用红外线感应器测量温度的技术。
红外线热像仪利用物体表面辐射出的红外线进行测量,通过测量辐射出的红外线强度来计算被测物体的温度。
这种技术一般用于测量机器设备表面的温度变化情况,可以测量较大面积的温度分布情况,还可以进行实时监测。
四、声速测量技术声速测量技术是一种利用声波传输来测量温度的技术,该技术将温度转换为声速进行测量。
由于声速与温度密切相关,因此根据被测物体对不同频率声波的反射情况,可以计算出被测物体的温度。
这种技术的优点在于可以测量高温气体,例如燃气炉、加热炉等。
此外,声速测量技术还可以监测燃烧过程中的温度变化,保证燃烧的安全和高效。
总之,随着技术的不断进步,先进温度测量技术的研究也越来越广泛。
温度场测量技术的研究与应用温度场测量技术是一种可以非接触地测量物体表面温度分布的技术。
由于该技术具有高精度、速度快、安全可靠等优点,在工业生产和科研领域得到了广泛应用。
本文将对当前温度场测量技术的研究和应用进行探讨。
一、传统温度场测量技术的缺点传统的温度场测量技术包括热电偶、热电阻等物理测试方法,以及红外成像、激光干涉等光学测试方法。
然而,这些方法都存在着一些缺点。
首先,物理测试方法的精度较低,而光学测试方法的测量范围较窄,无法适应大范围、复杂表面的测量需要。
其次,传统方法需要接触物体表面,可能会对物体本身造成损伤或者影响测量结果。
此外,光学测试方法使用的设备较为昂贵,不便于一般情况下的使用。
二、新兴温度场测量技术的发展随着光电技术的不断发展,新兴的温度场测量技术已经开始得到广泛关注和应用。
其中,热辐射技术是一种比较热门的测量方法。
该方法通过物体表面辐射出的热量比较物体的表面温度,从而实现非接触的温度场测量。
热辐射技术具有非接触、高精度、速度快等优点,可适用于多种复杂表面的温度测量。
此外,由于该方法不需要接触物体表面,避免了物体表面的损伤和影响测量结果的情况发生,能够更加准确地反映物体表面温度分布情况。
因此,热辐射技术在工业生产和科学实验中有着广泛的应用前景。
三、温度场测量技术在产业界的应用在各行各业中,热辐射技术的应用越来越广泛。
航空航天、汽车、机床、船舶等制造业领域的许多工序需要进行温度场测量。
如液压系统的温度测量、发动机蒸汽轮机叶片的温度测量、机床切削温度的测量等。
热辐射技术在这些领域中具有高精度、快速响应、实时监控等优点,对于提高产品质量、提高生产效率、减少成本具有重要意义。
四、温度场测量技术在科学研究中的应用除了产业界的应用,在科学研究中,热辐射技术也起到了重要的作用。
针对材料学、物理学、化学等领域的科研需要,热辐射技术被广泛应用于电子元件的温度测量、非晶态材料的相变过程研究、化学反应中的温度变化等领域。
温度测量技术的动态及特殊与实用测温技术一、本文概述温度,作为物理学中的一个基本物理量,其测量技术在各个领域都发挥着至关重要的作用。
无论是在工业生产、科研实验,还是在人们的日常生活中,温度的准确测量都是保障安全、提高效率、优化性能的关键。
随着科技的飞速发展,温度测量技术也在不断地进步与创新,新的测温方法和设备层出不穷,为各种应用场景提供了更加精确、快速和便捷的解决方案。
本文旨在全面探讨温度测量技术的最新动态,包括传统测温技术的改进以及新兴测温技术的发展。
我们还将重点关注一些特殊环境下的测温技术,如高温、低温、强辐射等极端条件下的测温问题。
文章还将介绍一些实用的测温技术,这些技术在实际应用中表现出色,为各行各业提供了强有力的技术支持。
通过本文的阅读,读者可以深入了解温度测量技术的现状和发展趋势,掌握各种测温技术的原理、特点和应用场景,为实际工作和学习提供有益的参考和借鉴。
二、温度测量技术的基本原理与分类温度,作为物质微观粒子热运动激烈程度的度量,是物理学中的一个基础而重要的物理量。
温度测量技术的核心在于通过特定的装置或方法,将这种热运动转化为可观测和记录的信号。
温度测量技术的基本原理通常基于物质的某些物理特性随温度变化的规律。
例如,热电阻、热电偶、热敏电阻和红外线测温等,都是利用物质电阻、电势、电阻率或辐射强度等物理量随温度变化的特性来进行温度测量的。
热电阻测温原理是基于金属导体或半导体的电阻随温度变化的特性。
当温度升高时,导体内的自由电子与晶格振动之间的相互作用增强,导致电阻增大。
热电偶测温则是利用两种不同材料的导体组成闭合回路,在两端产生温差电势,这个电势与温差之间存在确定的关系,从而可以通过测量电势来推算温度。
热敏电阻测温利用的是半导体材料的电阻率随温度变化的特性,其电阻率随温度升高而减小,通过测量电阻值可以推算出温度值。
红外线测温则是基于物体发射的红外辐射强度与温度之间的关系。
一切高于绝对零度的物体都会发射红外辐射,辐射强度与物体温度之间存在确定的关系,通过测量辐射强度可以推算出物体温度。
温度计的历史发展过程一、引言温度计是一种用来测量温度的仪器,它的发展经历了漫长的历史过程。
本文将从古代的温度测量方法开始,逐步介绍温度计的发展历程,包括早期的温度测量工具、气压温标的发现、水银温度计的出现以及现代电子温度计的应用等。
二、古代的温度测量方法在古代,人们对温度的测量主要依靠观察物体的热度来判断。
例如,古代中国使用的“三炷香法”就是一种简单的温度测量方法。
人们将三根等长的香燃烧并插入被测物体中,观察燃烧速度的快慢来判断温度的高低。
这种方法虽然简单粗糙,但在古代并没有更好的替代方法。
三、气压温标的发现17世纪,意大利物理学家托里切利发现了温度与气压之间的关系。
他发现,当温度升高时,气压会上升;当温度降低时,气压会下降。
这一发现为后来温度计的发展奠定了基础。
四、水银温度计的出现随着气压温标的发现,人们开始尝试使用液体来测量温度。
1641年,意大利科学家伽利略发明了第一个水银温度计。
他将一根细长的玻璃管封闭在一端,将另一端浸入水银中,然后观察水银的升降来判断温度的高低。
这种水银温度计在当时被广泛使用,并且成为后来温度计的基本原理。
五、摄氏温标的建立1724年,瑞典天文学家安德斯·凯尔维尼发明了摄氏温标。
他将水的沸点设为100度,冰的融点设为0度,然后将两者之间的温度划分为100等分。
这一温标在当时被广泛采用,并且成为现代温度计中最常用的温标之一。
六、电子温度计的应用随着电子技术的发展,电子温度计逐渐取代了传统的水银温度计。
电子温度计利用电子元件的特性来测量温度,具有测量范围广、精度高、响应快等优点。
例如,现代的数字温度计可以通过电子显示屏直接显示温度数值,方便快捷。
七、结语温度计的发展经历了漫长的历史过程,从古代的简单测量方法到现代的电子温度计,每一次的进步都为人类提供了更准确、更方便的温度测量工具。
随着科技的不断进步,相信未来温度计的发展仍将迎来更多的创新和突破,为人类的生活带来更大的便利。
温度测量技术的发展与应用温度是指物体内部分子振动的程度,是描述物体热能状态的物理量。
在工业、农业、医疗等领域中,温度一直都是一个非常重要的参考值。
因此,测温技术的发展一直备受瞩目。
一、温度的测量方式1. 接触式温度计接触式温度计是最普遍的温度测量方法之一。
它需要将温度计的测量头与物体接触,通过测量头将真实温度传到显示仪器上。
接触式温度计包括普通的水银温度计、铂电阻温度计、热敏电阻温度计等。
这些温度计的精度和使用条件各不相同。
2. 非接触式测温技术近年来,随着红外线技术的发展,非接触式温度测量技术得到了广泛应用。
这种技术通过测量物体表面辐射出的红外线,来推断物体的温度。
它们可以测量高温物体如炉子、发动机等处于400℃-2000℃范围的表面温度。
而且,由于无需接触测量,非接触式温度计可以在危险、不适合人工接触的环境中使用,使用非常广泛。
3. 光学式测温技术光学式测温技术使用的物理原理同非接触式温度计,也是通过物体表面的光谱特性,并结合对物体表面热辐射的观察,精确测量物体的温度值。
这种技术应用范围在1000℃-2000℃之间。
二、温度测量技术的进展1. 新型的传感器新型的温度传感器在内部电路的设计、外观结构等方面得到了优化。
包括热敏电阻、铂电阻、热电偶,以及新兴的MEMS (基于微机电系统)技术制造出来的微型温度传感器。
这些新型传感器具有更高的精度和更持久的稳定性,而且更加灵活。
2. 智能温度计随着微电子技术、通信技术的发展,新一代的智能温度计问世了。
智能温度计不仅可以实现数据采集、处理和记录,还可以与计算机、网络等互连,实现远程数据传输及其它更先进的功能。
这使得温度管理变得更加便捷高效,大大提高了工作效率。
三、温度测量技术的应用情况1. 工业领域温度的测量在工业控制中十分重要。
例如,钢铁、化学工业等行业中,需要测量高温物体的温度。
而非接触式温度计因其速度快、精度高、适用于危险场合等特点,因此广泛应用于工业生产的各个方面。
温度测量技术的进展与发展趋势随着科学技术的不断发展,温度测量技术也在不断进步和创新。
温度测量是工业生产、科学研究和日常生活中不可或缺的一项技术,它在各个领域都起着重要的作用。
本文将探讨温度测量技术的进展和发展趋势。
一、传统温度测量技术的发展传统的温度测量技术主要包括接触式和非接触式两种方法。
接触式温度测量技术是通过将温度传感器直接接触到被测物体上,通过测量物体与传感器之间的热量交换来确定温度。
常见的接触式温度传感器包括热电偶、热电阻和温度传感器。
这些传感器具有测量精度高、响应速度快的特点,被广泛应用于工业生产和科学研究领域。
非接触式温度测量技术则是通过测量物体辐射出的红外辐射来确定温度。
红外测温技术具有测量速度快、无需接触被测物体、适用于高温、高速和难以接触的物体等优点,被广泛应用于冶金、电力、石化等行业。
随着红外测温技术的不断发展,红外热像仪的分辨率和测量精度也得到了大幅提升。
二、新兴温度测量技术的发展除了传统的温度测量技术外,近年来还涌现出一些新兴的温度测量技术。
例如,光纤温度传感技术是一种基于光纤的温度测量技术,它利用光纤的光学特性来实现对温度的测量。
光纤温度传感技术具有体积小、抗干扰能力强、可靠性高等优点,被广泛应用于航空航天、电力、医疗等领域。
另外,微纳米技术的发展也为温度测量技术带来了新的突破。
微纳温度传感器是一种基于微纳米技术制造的温度传感器,具有响应速度快、尺寸小、功耗低等特点。
微纳温度传感器可以实现对微小尺度物体的温度测量,被广泛应用于生物医学、微电子等领域。
三、温度测量技术的发展趋势未来温度测量技术的发展将朝着更高精度、更快响应、更便携和更智能化的方向发展。
随着人工智能和物联网技术的快速发展,温度测量设备将与其他设备实现互联互通,形成智能化的温度测量系统。
这将使温度测量更加便捷和高效。
此外,纳米技术的应用也将为温度测量技术带来新的突破。
纳米温度传感器具有更高的灵敏度和更快的响应速度,可以实现对微小尺度物体的高精度温度测量。
2024年电子温度计市场发展现状简介电子温度计是一种基于电子技术实现温度测量的设备,近年来由于其精度高、使用方便等优点,逐渐在各个领域得到广泛应用。
本文将对电子温度计市场的发展现状进行探讨。
市场规模根据市场研究报告,电子温度计市场在过去几年中持续增长。
据预测,未来几年内电子温度计市场将保持稳定增长的态势。
应用领域电子温度计在许多行业中都有广泛的应用。
主要领域包括医疗、工业、食品安全等。
医疗领域在医疗领域,电子温度计被广泛用于体温测量。
相比传统的水银温度计,电子温度计具有快速测量、准确度高、无汞污染等优点。
随着医疗行业的发展和电子温度计技术的进步,该市场的需求将逐渐增加。
电子温度计在工业领域的应用主要用于温度监测和控制。
工业领域对温度的监测要求严格,电子温度计通过实时测量和报警功能,能够帮助工业生产过程中的温度控制,提高生产效率和产品质量。
食品安全领域在食品安全领域,电子温度计被用于食品的温度监测,特别是在冷链物流中的应用较为广泛。
通过准确测量食品的温度,可以确保食品的安全及品质。
随着人们对食品安全问题的日益关注,电子温度计市场在这一领域也将得到更多的应用机会。
技术发展趋势电子温度计市场的技术发展趋势主要包括以下几个方面:无线通信技术随着无线通信技术的快速发展,电子温度计也逐渐应用了无线通信技术,实现了远程监测和数据传输。
这种技术的应用将进一步提高电子温度计的灵活性和便利性。
数据分析和云计算随着大数据和云计算技术的发展,对温度数据的收集和分析能力也得到大幅提升。
通过对温度数据的深入分析,可以更好地了解温度变化的规律,从而优化生产过程和提高效益。
传感器技术是电子温度计的核心技术之一。
随着传感器技术的不断进步,电子温度计的准确度和稳定性将得到进一步提升。
传感器技术的发展也将推动电子温度计市场的发展。
市场竞争格局目前,电子温度计市场的竞争格局较为分散,市场上存在着多家主要厂商。
这些厂商通过技术创新、产品质量和售后服务等方面的竞争来争夺市场份额。
温度计的演变过程一、引言温度计是用来测量温度的仪器,它在人类社会的发展过程中经历了漫长而又不断创新的历史。
本文将从古代的原始温度计到现代的电子温度计,系统地介绍温度计的演变过程。
二、原始温度计最早的温度计可追溯到公元前2世纪的古希腊。
当时,人们使用的是一种称为“水银温度计”的原始仪器。
这种温度计由一根玻璃管和一定量的水银构成。
当温度升高时,水银会膨胀并上升到管子的一端,通过刻度标记可以读取温度。
这种温度计的原理是基于液体膨胀的特性。
三、气压温度计17世纪,意大利科学家托雷塞利发明了一种新的温度计,称为气压温度计。
这种温度计利用气体的性质来测量温度。
它由一个玻璃管和一定量的气体构成,当温度升高时,气体会膨胀并上升到管子的一端。
通过刻度标记可以读取温度。
气压温度计的优点是可以测量更高的温度范围,但不适用于测量低温。
四、差压温度计18世纪,法国科学家吕萨克发明了一种新的温度计,称为差压温度计。
这种温度计利用气体的性质来测量温度,但原理与气压温度计不同。
差压温度计由两个玻璃球和一定量的气体构成,当温度升高时,一个玻璃球会膨胀,另一个球会收缩,通过观察两个球的位置变化可以读取温度。
差压温度计的优点是可以测量更广泛的温度范围,但精度相对较低。
五、水银温度计的改进19世纪末,德国物理学家居里发明了一种新的温度计,称为水银温度计。
这种温度计利用液体的膨胀性质来测量温度。
与原始的水银温度计相比,居里的改进在于使用了更精确的刻度标记和更灵敏的玻璃管。
水银温度计的优点是可以测量更精确的温度,并且适用于各种温度范围。
它成为了现代温度计的基础。
六、电子温度计的出现20世纪初,电子技术的发展促使了电子温度计的出现。
电子温度计利用电子元件的性质来测量温度。
它由一个传感器和一个显示屏构成,传感器可以将温度转化为电信号,然后通过显示屏显示出来。
电子温度计的优点是精度高、响应速度快,而且可以实现自动化测量和数据记录。
七、红外线温度计的应用近年来,红外线温度计成为了温度测量领域的新宠。
温度计发展史温度计是一种用来测量物体温度的仪器。
它的发展历史可以追溯到古代。
在古代,人们使用了一些简单的方法来判断温度,比如触摸物体来感受其温度变化。
然而,这种方法并不准确,因为人的触觉容易受到外界环境的影响。
随着科学技术的发展,人们对温度测量的需求越来越高。
在16世纪,伽利略提出了一种基于气体膨胀原理的温度计。
他用玻璃管封闭了一定量的气体,当气体受热膨胀时,玻璃管内的液体水银会上升。
通过测量水银上升的高度,就可以推算出温度的变化。
这种温度计被称为气压温度计,是温度计发展史上的重要里程碑。
随后,人们又发明了其他形式的温度计。
18世纪,德国物理学家福尔摩斯提出了一种基于金属线膨胀的温度计。
他利用金属的线性膨胀特性,设计了一种可以测量温度变化的装置。
这种温度计被称为金属温度计,被广泛应用于工业和实验室中。
20世纪初,瑞士科学家居里夫妇发明了热电温度计。
他们发现某些金属在温度变化时会产生电势差,而这个电势差与温度的变化成正比。
基于这个原理,他们设计了一种可以测量温度变化的仪器。
这种温度计被称为热电温度计,被广泛应用于科研和工业领域。
随着电子技术的飞速发展,人们对温度测量的要求越来越高。
20世纪50年代,瑞士工程师发明了电子温度计。
这种温度计利用电子元件的特性,通过测量电阻、电压或电流的变化来推算温度的变化。
电子温度计具有测量范围广、精度高、响应速度快等优点,被广泛应用于医疗、环境监测、自动化控制等领域。
近年来,随着纳米技术的发展,人们又发明了纳米温度计。
纳米温度计是一种利用纳米材料的特性来测量温度的仪器。
纳米材料具有尺寸小、响应速度快、精度高等特点,可以用来测量微小尺度的温度变化。
纳米温度计在纳米科技、生物医学等领域具有重要应用价值。
总结起来,温度计的发展经历了从简单的触摸感受到基于气体膨胀、金属线膨胀、热电效应和电子技术的进步。
每一次的发明都推动了温度计的发展和应用。
未来,随着科学技术的不断进步,人们对温度测量的需求会越来越高,温度计将会继续发展和创新,为人们提供更准确、方便的温度测量方法。
温度测量技术的发展王魁汉本文作者王魁汉先生,东北大学教授1997年8月20日收到Development of Temperature Measuring TechnologyMr. WANG Kuihan, Professor, NortheastUniversity.This discusses a few critical topics in the technology and development of contact/n on-contact temperature transducers, online measurement of high temperature melt.一温度传感器实用的温度传感器种类很多,但存工业部门多采用辐射温度计及热电偶。
同外以辐射测温为主(占2/3),国内则多采用热电偶和热电阻(占98%)。
国外辐射温度计的蓬勃发展对国内影响很大,近几年国内辐射温度计明显呈上升趋势。
1. 非接触式温度传感器近几年辐射测温技术发展很快,其原因是:a.辐射温度汁的性能有了很大提高,性能稳定可靠,测温范围广。
b.价格比较便宜,国产红外辐射温度计的价格与B型热电偶相当。
c.在应用时采用“工艺温度”或“控制温度”的概念。
用于生产过程中温度参数的在线检测,已取得可喜成果。
目前,主要的研究开发工作如下(1)消除发射率的影响及多渡长温度计对对象真实温度的测量及材料发射率测量的要求,导致了多波长温度计的发展。
用同时测量多个波长的信号,加上已知的、用其他方法得到的对象发射率的知识,按定的数学模型计算后,就可自动补偿发射率的影响而得到较真实的温度。
反过米也可测量发射率。
用光电二极管列阵和棱镜分光技术已研制出可同时最多测量35个波长信号的温度计。
美国铝公司等研究表明,即使只有两个波长,用这种补偿的方法也比普通的比色温度计能较好地减少发射率的影响,尤其是发射率变化的影响。
(2)光纤测温光学纤维的抗电噪声和其它外来下扰的能力特别好对于克服工业现场的电噪声及光路中多种外来干扰的影响十分有效。
已成功地用于电力系统等强电磁干扰的苛刻环境中测温。
美国用荧光时间技术开发的光纤温度计,用于航空工业,使用温度为-70℃~+350℃。
加拿大采用紫外激光激励的荧光余辉时问技术,在线测量大型发电机组转子的表面温度。
(3)黑体传感器式辐射温度计将光纤技术、接触式与非接触式测温技术结合起来,即将套管、透镜及光纤组成一体,构成接触式辐射温度汁,也称黑体传感器式辐射温度汁。
如采用蓝宝石的黑体传感器,即在光纤的前端连接蓝宝石棒、并在其表面涂铂,然后在其表面涂A1203保护膜,形成黑体空腔,用于加热炉或隧道窑测温。
使用温度范围:500℃~1,900℃,ε>0.95。
存在的问题是宝石加工困难,成本高,难以实用化。
国内采用碳化硅,刚玉管,插入热电偶测温的相应位置,形成黑体空腔,再用光电高温计或辐射温度计,通过光纤瞄准黑体空腔底部(靶面)。
由于黑体空腔靶面近似于黑体辐射,因此,可测得真实温度。
存在的问题是:在氧化性气氛中,缺乏使用温度超过1,600℃的保护管。
因此使用温度受到黑体空腔材料的限制。
其次,黑体空腔的质量对测量精度影响很大。
碳化硅的发射率较高,然而,刚玉管的发射率较低,这点往往被人们所忽视。
总之,以光学测量技术与图像测量技术为代表的非接触测量技术,正在推广应用。
可以预见,辐射温度计与光纤温度计将会有更大的发展。
2. 新型温度传感器近年来,在温度检测技术领域,多种新的检测原理与传感器的开发应用,已取得了具有实用性的巨大进展。
新型检测元件与传感器有:半导体集成电路温度计、石英温度计、核磁共振温度计、超声温度计、热噪声温度计、激光温度计、微波温度计等多种。
它们之间既相互竞争又相互补充。
最近,出现两种温度计联合使用,获得多功能协同动作的良好效果,值得注意。
3. 接触式温度传感器a.接触式温度传感器的发展接触式温度传感器正在向标准化、小型化、集成化、复合化与智能化方向发展。
(1)标准化近年来,热电偶、热电阻的标准化引人注目。
标准化的含义是:产品标准,采用国际标准;产品生产,按国际标准的技术规范生产;产品检验,按国际标准规定的方法检验。
由于测温元件采用国际标准,使我国的温度传感器与国际同类产品接轨。
为引进设备中传感器的国产化及出口创汇奠定基础,最近,中国温度仪表行业协会又组织全国统一设计,无疑将进一步推动我国温度传感器标准化的进程。
(2)小型化小型化与铠装化是热电偶与热电阻的发展趋势。
国外产品已经实现铠装化,装配式很少。
(3)薄膜化薄膜热电偶、热电阻。
测温元件不仅要小型化,而且向薄膜化发展。
用溅射技术等制作的薄膜式铂锗热电偶(S或R型)具有体积小、重量轻、牢固等特电,适于温度变化迅速、环境恶劣场合的温度测量。
由于它的响应速度快,对被测表面干扰少,很受用户欢迎。
现有薄膜热电偶的使用温度达11OO℃,用于喷气发动机叶片及汽轮机叶轮的表面温度测量。
新型薄膜热电偶(R型)的使用温度可达1500℃,寿命为50h,可用于升温速率极高的场合(2500℃/s)。
高速响应的薄膜热电阻的响应时间只有0.03s。
(4)传感变送一体化近年来,热电偶、热电阻引人注目的发展是:将温度传感器与变送器结合,并将变送器高度集成化,装在接线盒内构成一体。
将测得的信号毫伏值转换成4~20mA的标准信号,送到控制室,不仅节约了补偿导线的费用,而且还可克服远距离传送的不可靠性。
目前,一体化温度变送器已经系列化,规格齐全,既有热电偶型变送器,又有热电阻型变送器,既有温度变送器,又有毫伏变送器及温差变送器。
b.新型热电偶(1)铠装热电偶的整体设计整体设计的铠装热电偶,应预先考虑热电偶材料与保护管的化学与物理相容性,以求达到良好的稳定性。
这种整体设计的新概念在我国尚未引起注意。
如果忽视了外套管材质的影响,将会引起较大误差。
例如,对于N型铠装热电偶,如用N型热电偶的正极作铠装保护管材料,可长期用于1200℃,其变化小于2℃。
由此可见整体设计的必要性。
(2)镍铬硅-镍硅热电偶(分度号为N)N型热电偶是一种新型镍基合金测温材料在30~1500K的整个温度范围内,有可能全面取代所有廉金属热电偶及部分替代s型热电偶。
国内已生产出各种规格的N型热电偶,用于工业生产,取得一定效果。
但是,推广应用却很困难。
因为更换N型热电偶的同时,必须更换显示仪表与补偿导线;需要一定的设备投资。
如在新建厂或设备更新时采用N型热电偶,效益会更好。
(3)抗氧化钨铼热电偶钨铼热电偶是50年代发展起来的最杰出的难熔金属热电偶,已成功地用于航空、航天、核能等尖端科技领域以及工业生产部门。
呈现出日益广阔的应用前景。
国产钨铼热电偶在实现统一分度的基础上,1988年公布了国家专业技术标准(ZBN05 003-88)给出钨铼3/25、钨铼5/26的分度表与允差,均与美国标准相同,而且产品质量经国外仪表厂检定,其精度已达到美国(HO SKIN公司)同类产品水平。
专业标准的建立,促进了钨铼热电偶的发展。
尤其是抗氧化钨铼热电偶,每年至少有几千支用于工业生产,替代价格昂贵的铼铑热电偶。
国产消耗型钨铼热电偶每年用量在500万支以上在世界上处于领先地位。
已有国产实体型抗氧化钨铼热电偶,经冶炼厂多年现场使用,证明具有成本低、性能稳定、使用寿命长等特点。
在世界著名的石油公司的硫磺回收装置中,其它热电偶只能使用一个月,但采用日本山里公司的抗氧化还原的钨铼热电偶,使用寿命可达两年。
目前,日本等国正在开展消耗型光纤辐射温度计的研究,这一新动向已引起同行专家的注目。
它的基本原理是,将光纤的端部插入被测对象(如金属熔体)中,由端部将人射的辐射光通过光纤传输到辐射温度计进行测量。
目前已在连铸中间包、连续炼铜炉内进行工业试验。
二熔体温度在线检测技术1. 热电偶保护管的研制热电偶保护管按其材质可分为金属、非金属及金属陶瓷三类。
金属材料虽然坚韧,却不耐高温,易受腐蚀;陶瓷则相反,耐高温抗腐蚀,然而,质脆强度低。
为此,人们用粉末冶金的方法将金属与陶瓷结台,集中两者优点,得到了一种既耐高温、抗腐蚀,又抗热震、强度较高的复合材料——金属陶瓷。
新型保护管的研究,一直是高温测试领域中富于挑战性的课题。
作者研制出三种钼基金届表1 保护管的主要性能陶瓷保护管:MCPT-4型(Mo-A1203-Cr2O3-Ti02)MCPT-6型(Mo-CrAl203-Cr203-TiO2-Mg 0)及MCPT-3型(Mo-MgO-Cr2O3),其主要性能见表1。
此外:还开发A1203-C质、Al2O3-Cr2O3质等陶瓷保护管CPT型),MPT型金属或合金保护管等,已在国内推广用。
2. 高温盐浴炉连续测温通常采用接触法直接测量高温熔体的真实温度,热电偶保护管有:a.金属保护管盐浴炉测温通常采用不锈铜管或高温合金管。
美国常用Inconel或446耐热钢管,使用寿命约为7~20日(约500h)。
b.金属陶瓷管国产MCPT-4型保护管(见表1)在高温盐浴炉中应用;其寿命达1,400h以上(60日)经美国现场使用证明,其寿命远远超过446等耐热钢。
3. 铝液及铝电解质连续测温a.铝液连续测温铝液连续测温用保护管有金属、si3N4及Sialon等。
金属管的强度高,但寿命短,Si3 N4管耐腐蚀但强度低,Sialon材料在性能上较理想。
作者研制的MPT-I型合金管,用于沈阳电缆厂从意大利引进的铝连轧生产线,连续使用寿命超过四个月,比引进设备中同类温度传感器的使用寿命提高5-6倍。
b.铝电解质连续测温铝电解槽内电解质温度的连续测量,国内外尚未找到适合的耐蚀材料,美国研制的保护管,使用寿命只有72h。
国产MPT-2型合金管经工业试验表明,其寿命均过400h。
4. 间断测温——浸入式测温仪的研制新型浸人式测温仪是由热电偶、保护管及数字显示仪表构成的,已成功地用于铝冶金及加工行业中氟化物电解质及铝液温度测量,既可以间断测温,又能在一定时间内连续测温。
5. 铜液连续测温对于铜加工行业中铜液连续测温用高铬钢管及金属陶瓷(LT-1型)管。
后者使用效果较好,但价格昂贵。
作者采用金属陶瓷作外保护管(MPCT-6型),内插高性能热电偶(K型),两者之间充填惰性物质,在使用过程中保护管烧成实体。
该种实体型传感器(专利)具有如下优点:热电偶的热电性能稳定,使用寿命长,响应速度快,安全可靠。
6. 钢水连续测温关于钢水连续测温,目前只在带有等离子加热调温装置的连铸中间包中试用,尚未普及。
工业试验结果表明:a.可行性新研制的温度传感器和上插安装方式用于中间包连续测温是可行的。
b.可靠性连续测温精度与传统的点测方式相比,只要两者插入位置相同,偏差在±2℃以内。